CN2828613Y - 太阳能屋面自动热水装置 - Google Patents

Abstract

太阳能屋面自动热水装置，包括上水输入管道、热水输出管道和太阳能集热装置构成，上水装置由输水水位控制器连接上水管构成，而热水输出管道内的最低输出点比水位控制器的输水水位高0.5－8厘米，热水输出管道上接保温热水储箱。本实用新型供一种及时将太阳能转化为水的内能，利用水的热胀冷缩现象将40℃－100℃的热水自动流入保温箱实现集热，集热和保温箱分离；集热装置固定在屋面上。

Description

太阳能屋面自动热水装置

一、技术领域

本实用新型涉及太阳能光热装置，尤其是太阳能屋面自动热水装置。

二、背景技术

太阳能光热装置的应用已经得到认可：而且涉及自动控制的太阳能光热装置也愈来愈多。如CN200410059986太阳能热水器的全自动恒温无级上水、水位显示、水温显示、聚热管保护、常态保温、气态时冷凝收集后成蒸馏水、冬季管道防冻、按需上水、热水快速直达喷头、等功能的装置——设有太阳能热水器智能数码全自动控制仪，电动阀控制开关、管道、电磁阀进水端接自来水；电动阀进水口接太阳能热水器的水箱热水出口，这些复杂的电器控制是成本高且工作可靠性易受影响。并且有相当的能耗。

如果不考虑电动的方法，太阳能光热装置如何及时将产生的热水及时高效的输出，这对节水和方便使用极为有价值。即所谓一开即有热水。但现有的太阳能光热装置的技术方案均是向电气化方向发展。

三、发明内容

本实用新型的目的是：提供一种及时将产生的热水输出的装置，尤其是自动的装置，甚至可以不用自控装置。可以高效的利用太阳能，本发明的目的还在于：可以进一步将此装置发展成太阳能屋面自动热水装置，可以控制输出热水的温度，并且兼有防冻和供热等其它功能。

本实用新型的目的是这样实现的：太阳能屋面自动热水装置，包括上水输入管道、热水输出管道和太阳能集热装置构成，其特征是上水装置由输水水位控制器连接上水管构成，而热水输出管道内的最低输出点比水位控制器的输水水位高0.5-8厘米。输水水位控制器最简易的采用浮球阀水位控制器。

太阳能集热装置可以是常规的真空玻璃管，也可以是金属板管构成。

当然本实用新型也可以设有排空阀、水位显示、水温显示等。利用本发明自动进行热水输运的装置，可以将金属板管太阳能集热装置覆盖整个屋面，构成太阳能屋面自动热水装置。热水输出管道上接保温热水储箱。

本实用新型工作的特点是：提供一种及时利用黑体等太阳能集热装置集热，将太阳能转化为水的内能，利用水的热胀冷缩现象将40℃--100℃的热水自动流入保温箱实现集热集热和保温箱分离；集热装置固定在屋面上，可以采用集热箱盖板的玻璃板替代了瓦屋面，既节省了屋面成本和支架成本又能使屋面美观；进水自动控制装置和保温箱均藏于顶层屋内，既不影响市容又增加了保温效果，更具有安全性；可采用全水锈钢集热板和保温箱，可实现排空；通过排空，既可防止雪天寒夜冻堵又可防止寄生虫发生；由于热水系统全过程只和不锈钢接触，产生的热水既可作生活用水又可用来饮用做饭；本实用新型装置一出太阳就会立即产生30℃--100℃(温度可以通过热水输出管道内的最低输出点比水位控制器的输水水位差来调节)的热水，提高了热水的利用率；可用于单一家庭小面积使用太阳能，更适用于大面积采集太阳能，供宾馆、学校、浴室、商品住宅楼集体提供热水；对节约能源将起到巨大的作用；可在新建房屋时一并设计施工，又可将老房顶改造后安装完成；安装操作简单、整体性好、牢固，使用寿命长。

四、附图说明

图1本实用新型结构示意图

图2本实用新型金属板管集热器制备示意图

图3本实用新型金属板管集热器制备示意图

图4本实用新型热水输出管道接头示意图

图5本实用新型结构示意图

进水阀门1、上水输入管道1-1、太阳能集热装置4、钢板4-1、4-2；集热装置进水管4-3、出水管4-4、钢板压制成凹管状4-5、输水水位控制器3、浮球3-1、水位控制器水箱3-2、热水箱5、出气孔5-1、热水输出管道6、热水输出管道最低输出点6-1、热水输出管道接头6-2、单向止回阀7。

五、具体实施方式

图1热水循环系统结构简图，进水自动控制装置由小水箱和浮球控制阀门组成，可保持水箱内的水位比集热箱出水口的水位略低，1.5-3厘米更为常用。图4本实用新型热水输出管道接头示意图中，太阳能集热装置可以是常规的真空玻璃管，也可以是金属板管构成。水位控制器3采用浮球3-1水箱结构，也可以采用电触点或水位传感器方法控制水泵输水控制水位。热水输出管道内的最低输出处管道上设有一胀大的部位，如一个空心凸球，形成热水输出管道接头6-2。一般在热水输出管道最低点6-1处形成高于水位控制器的水位控制位置。此管道形成一弯管或折管，胀大的部位或空心凸球可防止虹吸。

当集热箱内水的温度升高时，由于热膨胀，热水将从出水口经过空心凸球处(管道是不锈钢时为不锈钢球)流进室内的保温箱，在晚间或阴雨天时，又可使进水箱的进水阀门关闭，防止冷水流进保温箱。若两者水位高度差较大时，则出水温度高，出水量少；若两者水位高度差较小时，则出水温度较低，出水量大。集热器是由保温底板、集热板、保温边框及集热玻璃盖板组成。金属板管集热器的制法：用不锈钢板(图2a)和两根一米左右的不锈钢方管加工而成。(1).先其中一张的上下两端各剪去一块上底8cm、下底18cm的直角梯形如图2b所示。(2).再将这张不锈钢板冲压成平行等距的矩形凹槽如图2c所示，凹槽深度4mm，宽度1cm，间距5cm。(3).将此凹槽板，合放在另一块不锈钢板上面的正中央，用高频焊沿凹槽两侧将上下两块板焊接在一起，焊接时要保证管与管间不连通、不漏水。(4).再将1×1cm不锈钢方管的侧面对应的位置上开方孔，将它与竖向空心方管的上、下两端焊接连通，最后在上、下顶端焊接进、出水管，再进行上表面黑色工艺处理使上表面变成黑色，这样，就做成了一块带有16根左右的10mm×4mm空心方管的平行四边形窗式水管集热板。在整个焊接过程中，要确保整个竖向水管和上、下边管牢固、耐水压、不漏水。结构如图2d所示。

另一结构是：(1).将1cm×1cm方管焊接成平行四边形窗式水管，管长1.74m，竖向排列16-18根(如果焊接方便的话可多用几根管，尽量使竖管排列的密些)，使排成的平行四边形的宽度为88cm，使上、下边的坡度为1∶10左右。每根竖管都要和上、下两端的横管连通，并在上、下端的顶部焊接出、进水口。按图3a所示。(2).将此窗式水管平放在黑色不锈钢板上，使它们接触密合，用焊焊牢，或用螺丝和固定条，将它们紧密固定在一起。如图3b所示。(集热器的尺寸可根据实际情况订制)。热水流出装置：为了防止虹吸现象发生，集热板的出水管口和保温□箱入水管口在最高处，通过一个空心不锈钢球相连。如图4所示。保温箱：由不锈钢内筒和保温外套组成。

大面积采集太阳能，可用多块集热板组合起来使用，保温箱则可采用多个，组成分级保温系统，如图5所示。将集热箱串、并起来紧挨在一起，可以将整个朝南的屋面做成一个由玻璃平板盖成的巨大的集热箱，大大地提高了光热转换面积，可以获得大量的热水。更常用的金属板管结构是用铝板或防腐钢板制成，表面发黑可以提高效率。

设有利用单向止回阀，可实现多个保温箱的分级保温。可以在热水量少的冬天或多云的天少使用保温箱的个数，以增加保温效果，在产水量多的天，获得大量的热水可以保存在多个保温箱中，可自动调剂到阴天使用。出气孔的细管的高度要超过出水口的空心不锈钢球的高度，可以防止产水量多时，水向外溢出。

安装步骤：浇铸水泥屋面(也可用普通屋面但不盖瓦)：要在恰当的位置预留通入屋内的进水管孔和出热水管孔。在恰当的位置预埋固定螺杆，也可在水泥屋面盖好后，使用膨胀螺丝。在屋面上铺保温材料。安放集热板(集热板的不锈钢板的两边分别留有若干的固定孔，和1中留的固定螺杆对应)。安装保温边框：用保温边框将集热板压紧并固定，并使边框的上表面在同一平面内，在集热箱的中间横放1-2个保温材料的细条，可支撑玻璃盖板。盖上平板玻璃：四周要用玻璃胶密封固定，在下边框留一个很小的出气孔，这样既可增强太阳能向箱内辐射的本领以及保温性能，又可防止玻璃盖板破碎。在集热箱的四周用防水保温材料进行防水保温处理。将其他各部分用管子连接好。调节自动进水控制装置的水位，进行试水检查。此太阳能屋面热水系统的综合性能、实用性及性价比将优于真空管太阳能，为大量使用太阳能提供了很好的方法，对节约能源将到起巨大的作用。

Claims (6)

1、太阳能屋面自动热水装置，包括上水输入管道、热水输出管道和太阳能集热装置构成，其特征是上水装置由输水水位控制器连接上水管构成，而热水输出管道内的最低输出点比水位控制器的输水水位高0.5-8厘米，热水输出管道上接保温热水储箱。

2、由权利要求1所述的太阳能屋面自动热水装置，其特征是输水水位控制器是浮球阀水位控制器。

3、由权利要求1所述的太阳能屋面自动热水装置，其特征是太阳能集热装置是常规的真空玻璃管或金属板管。

4、由权利要求1所述的太阳能屋面自动热水装置，其特征是将金属板管太阳能集热装置覆盖整个屋面，构成太阳能屋面自动热水装置。

5、由权利要求1所述的太阳能屋面自动热水装置，其特征是热水输出管道内的最低输出点比水位控制器的输水水位高1.5-3厘米。

6、由权利要求1所述的太阳能屋面自动热水装置，其特征是热水输出管道内的最低输出处管道上设有一胀大的部位或空心凸球。

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